基于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及無線通信設(shè)備的普遍性，人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的需求越來越強(qiáng)烈。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組自由移動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)臨時(shí)組建，并且具有無中心性、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性、抗毀性等特點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)，在軍事和民用方面的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究十分有意義。MAC層作為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路層的關(guān)鍵部分，決定節(jié)點(diǎn)訪問信道的方式以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，因此對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層進(jìn)行研究十分有價(jià)值。
　　作為一種典型的

2、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，傳統(tǒng)的IEEE802.11 MAC層協(xié)議雖然使用很普遍，但是它更適用有中心基站的無線網(wǎng)絡(luò)，在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用有局限性。本文主要研究了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議，并且在IEEE802.11 MAC層協(xié)議的基礎(chǔ)之上提出了一種新的針對(duì)多跳特性的MAC層協(xié)議。該MAC層協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分為突發(fā)業(yè)務(wù)和連續(xù)業(yè)務(wù)，將數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)分為可靠傳輸服務(wù)和不可靠傳輸服務(wù)。在已經(jīng)獲得網(wǎng)絡(luò)層多跳路由信息的前提下，該協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)承載的不

3、同業(yè)務(wù)，以及對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)類型的不同要求，重新設(shè)計(jì)了控制幀和數(shù)據(jù)幀的幀格式，這些幀格式可以為多跳范圍內(nèi)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的通信提供服務(wù)，并且在不同的業(yè)務(wù)類型和服務(wù)類型下，重新設(shè)計(jì)了源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的通信方式，包括信道的預(yù)約方式、數(shù)據(jù)交互的方式、應(yīng)答方式以及重傳的方式等。
　　為了對(duì)設(shè)計(jì)的協(xié)議進(jìn)行分析，引入了經(jīng)典的二維馬爾科夫鏈模型以及該模型的部分結(jié)論，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)網(wǎng)絡(luò)中特定的鏈路進(jìn)行性能分析，推導(dǎo)出在不同業(yè)務(wù)類型和服務(wù)類型條

4、件下，鏈路端到端的吞吐量和單位比特的延時(shí)在不同鏈路的跳數(shù)、傳輸數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度、傳輸數(shù)據(jù)幀的速率等情況下的特性。然后利用MATLAB仿真工具，對(duì)上述協(xié)議的理論推導(dǎo)進(jìn)行了仿真，得到吞吐量和時(shí)延隨著鏈路的跳數(shù)、傳輸數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度、傳輸數(shù)據(jù)幀的速率等參數(shù)的變化曲線。分析表明，本文所設(shè)計(jì)的MAC層協(xié)議能夠?yàn)槎嗵秶鷥?nèi)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的通信提供服務(wù)，并且可以達(dá)到較高的鏈路端到端的吞吐量和較小的單位比特時(shí)延。此外，本文給出了在微軟推出的SORA平臺(tái)

5、上對(duì)該協(xié)議基礎(chǔ)部分的實(shí)現(xiàn)。
　　最后，本文對(duì)所設(shè)計(jì)的協(xié)議進(jìn)行了總結(jié)，并且指出了需要改進(jìn)和優(yōu)化的方面：針對(duì)暴露終端問題，文中沒有提出相應(yīng)的解決方案，通常情況該問題可以通過多信道傳輸?shù)姆绞絹斫鉀Q；在模型分析中，對(duì)于退避過程，雖然考慮到了各種退避階段，包括成功發(fā)送、失敗、重傳、丟棄等情況，但是當(dāng)信道繁忙時(shí)，退避規(guī)程掛起階段并沒有考慮在內(nèi)；在SORA平臺(tái)上需要驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的協(xié)議的可行性，但是由于時(shí)間原因未完成整個(gè)MAC層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，僅僅